弱酸中加水稀释的3种图象例析

◇ 湖北 方小平

弱酸在水溶液中有少量分子电离为离子，存在电离平衡.在加水稀释过程中，弱酸分子继续电离，电离程度不断增大.本文主要讨论弱酸中加水稀释时溶液导电性、pH 等随溶液体积的增大而变化的图象.

1 溶液导电性变化

溶液的导电性与溶液中自由移动离子浓度和电荷数有关.溶液中离子浓度越大、电荷数越高，溶液的导电性越强.因此酸中加水稀释，溶液的导电性随溶液体积增大而减弱.

例1一定温度下，向弱酸HM 中不断加水稀释，溶液导电能力随着水量增加的变化情况如图1所示，下列说法不正确的是( ).

图1

A.“O”点导电能力为0，说明HM 没有电离

B.a 到b导电能力增强，证明溶液中离子浓度增大

C.b 点导电能力最强，说明此时HM 的电离程度最大

D.a 到b 溶液的pH 减小，b 到c溶液的pH 增大

分析 纯弱酸中没有水，没有发生电离，随着水的加入，弱酸开始电离，溶液中离子浓度增大，导电能力增强；加水量增大到一定量后，再加入水相当于稀释，虽然电离程度增大，但溶液体积增大的效应抵消了电离程度增大，因此溶液中离子浓度减小，溶液导电能力减弱.答案为C.

2 不同溶液中pH 变化

酸溶液中加水稀释，酸的电离程度增大，但溶液中c(H＋)减小，溶液的pH 增大.

例2同温下，将pH和体积均相同的2 种酸HA、HB溶液分别加水稀释，其pH 随加水体积的变化如图2 所示.下列叙述正确的是( ).

图2

A.酸性：HB＞HA

B.水的电离程度：a＞b

C.导电能力：c＞b

D.a、c 两点中 和NaOH 的 能力：a＞c

分析pH 相同的两种酸溶液，酸越弱溶液浓度越大，稀释过程中c(H＋)变化越小，pH 变化越小.将pH 和体积均相同的两种酸HA、HB 溶液，随着加水量的增多，HA 的pH 变化大于HB，因此酸性：HA＞HB，选项A 错误；a 点pH 小于b 点，a 点c(H＋)大于b 点，对水的电离抑制程度大，水的电离程度：b＞a，选项B 错 误；b 点pH 小 于c 点，b 点c(H＋)大 于c 点，因此导电能力：b＞c，选项C 错误；因酸性：HA＞HB，pH 和体积均相同的两种酸HA、HB 溶液中，n(HB)多，中和NaOH 的能力：a＞c，选项D正确.

3 溶液稀释时pH 定量变化

酸溶液稀释过程中c(H＋)减小，pH 增大，对于强酸来说溶液体积增大10倍，溶液的pH 增大1个单位，而对于弱酸来说，溶液体积增大10倍，溶液的pH增大不到1个单位.

例3常温下，体积均为V0、浓度均为0.1 mol·L－1的HX、HY 两种酸溶液，分别加水稀释至体积V，pH 随的变化关系如图3所示.

图3

(1)相同条件下，NaX和NaY 溶液的pH 大小为：NaXNaY(填“＞”“＜”或“＝”).

分析根据酸溶液稀释的定量变化可判断酸的强弱，溶液体积增大10倍，pH 增大1个单位的是强酸，不到1个单位的是弱酸.(1)HY 酸溶液稀释10倍，pH 增大1，因此HY 是强酸；HX 的pH 变化小于1，HX 是弱酸.根据盐的水解，NaX 水解显碱性，NaY不水解，因此相同条件下，NaX 和NaY 溶液的pH 大小为NaX＞NaY.(2)HX 是弱酸，部分电离；HY 是强酸，全部电离，因此时，c(X－)＜c(Y－).

总之，弱酸在水溶液中存在电离平衡，加水稀释过程向电离方向移动，溶液越稀，弱酸的电离程度越大，溶液中离子浓度减小，pH 越大.